FANUC 0MD数控系统的应用

FANUC 0MD数控系统的应用
作者：李勇明等
来源：《价值工程》2014年第08期
摘要：本文以XK714数控铣床为例，介绍了FANUC 0MD数控系统的构成、各模块功能以及接口信号的含义。

Abstract： This paper takes XK714 CNC milling machine as an example， describes the constitution of FANUC 0MD CNC system， each module functions and meaning of the interface signals.
关键词： FANUC 0MD数控系统；XK714数控铣床；应用
Key words： FANUC 0MD CNC system；XK714 CNC milling machine；application
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）08-0055-02
0 引言
FANUC数控系统采用模块化结构设计，各模块高度集成，性能稳定，具有健全的自检、监控、保护和报警便于维修，用户功能强大操作容易，对于电压、温度等环境要求不是特别高，适应性很强。

鉴于这些特点，FANUC数控系统得以大量的使用。

FANUC数控系统各系列总体结构非常相似，具有基本统一的操作界面，本文以XK714数控铣床为例，就应用广泛的FANUC 0MD控制系统的构成、各模块功能以及接口信号含义作一介绍。

XK714系列数控铣床是一种中小规格，高效通用自动化机床，机床配备FANUC 0MD数控系统和交流伺服电机驱动系统，可以控制三个坐标轴的联动加工和主轴的旋转、定位。

其控制系统主要由控制单元、α系列主轴和进给伺服单元以及与之配套的交流主轴伺服电机和交流伺服进给电机、CRT显示器、系统操作面板、机床操作面板、电池、手摇脉冲发生器等部件组成，控制系统连接框图如图1。

1 控制单元
控制单元包括主印刷电路板、AI型CNC电源模块、轴控制板、I/O C7接口板、存储器板。

①AI型CNC电源模块提供5V，±15V，24V，+24E直流电源，5V，±15V，24V，+24E 通过CP12插座向主印刷板供电，24V直流电通过CP15端输出至CRT。

当机床上电后，通过控制变压器副边由CP1端输入交流200V电源，由CP3端口输入CNC启动、停止信号，CP2
端输出交流200V控制伺服电源模块PSM的供电。

如图2，其中K1提供伺服电源模块PSM的准备完成信号，KM1为控制PSM的输入电源的主接触器。

②轴控制板提供X、Y、Z轴的进给指令，并接收从X、Y、Z轴位置编码器反馈的位置信号。

插座定义为：
进给指令：M184—X轴，M187—Y轴，M194—Z轴。

电机反馈：M185—X轴，M188—Y轴，M195—Z轴。

③I/O C7接口板为PMC提供输入输出信号。

卡上有M1，M2，M18，M20四个50芯插座和M19一个20芯插座。

M18，M20—机床操作按钮开关等的输入。

M1—回零开关、急停、润滑液面低、空气压力等开关信号的输入。

M19，M20—机床操作面板指示灯等的输出。

M2—冷却泵启动、刀具放松指令的输出。

④存储器板。

存储器板上有EPROM 27C1024 5块，存放数控系统程序。

RAM TC55257 4块，存放零件加工程序、机床参数及刀具参数，另有二个位置的PMC梯形图模块
（27C256）。

2 交流伺服系统
该机床采用的是α系列主轴、进给轴伺服系统，配用α系列交流伺服电动机。

包括：伺服电源模块，交流主轴伺服单元，进给轴伺服单元。

①主轴伺服单元。

CX1A插座为单相交流220V输入，CX2A、CX2B插座分别为直流24V 的输入输出，JX1接口接到负载表，JA7B接口用于接收来自NC的控制信号和传出主轴的状态信号，JY2插座接主轴电动机的编码器反馈信号，其中PA、PB、RA和RB用作速度反馈信号，OH1和OH2为电动机温度接点，SS为屏蔽线，TB2端口提供主轴电动机控制电源，而主轴风扇电源由外部单独供给。

②电源模块：提供主轴伺服单元和进给伺服单元的供电，所用插座作用：CX—为使能信号输入，由紧停回路继电器KA1控制。

CX1A—单相交流220V输入，由伺服变压器副边输入。

TB2—从伺服变压器副边输入的三相交流220V电源经接触器KM1常开触点接入。

CX2B—直流24V输出。

CX1B—单相220V输出。

JX1B—与伺服单元的信息传递。

③进给伺服单元：本机床采用三轴型进给伺服放大器，TB2端口输出三组动力电源分别控制X、Y、Z轴伺服电机，插座JV1B、JV2B、JV3B分别接收来自CNC轴控制板上的M184（X轴），M187（Y轴），M194（Z轴）的指令信号。

3 机床的急停及强电复位
机床的急停回路起到保护机床的作用，是故障多发的地方，了解其控制原理十分必要。

如图3，SB24为机床复位按钮，当机床某个方向的限位开关被触发后，可按下该按钮，手动模式下操作机床向反方向运行；SB23为紧停按钮；SQ2、SQ3、SQ4分别为机床X、Y、Z轴的机械限位；QF4是冷却泵的空气开关；继电器KA1的常开触点分别接到PMC的I/O输入点和PSM的CX4插座上，当继电器KA1失电后，将立即断开控制伺服电源PSM电源输入的主接触器KM1，并在CRT上显示“准备不足”报警。

FANUC 0MD系统目前虽然已逐渐被FANUC 0i系统所替代，但是配有该系统的数控机床仍然在大量的使用着，而且这批机床大多使用年限在5年以上，故障率普遍较高。

对整个数控系统构成、各模块功能以及接口的含义有了深入的了解后，在设备维修中就能做到有的放矢，取得事半功倍的效果。

参考文献：
[1]李志刚，司庆和，刘倩，步延生，李海瑚，姜淑慧，李丁，孙刚. J1VMC40MA型数控床身铣床[Z].国家科技成果.
[2]翁强，周俊国，李德育，赵文忠，栾勇，佘雷.XKL714数控铣床[Z].国家科技成果.
[3]XK715数控床身铣床[Z].国家科技成果.。